Электропривод постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока с реверсивным преобразователем в цепи возбуждения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения рекуперативного торможения электропривода. В устройство дополнительно введены два диода, два управляемых ключа и инвертор знака, при этом первый из введенных управляемых ключей 41 включен между выходом датчика ЭДС и общей точкой первого и второго развязывающих диодов 15 и 16, выход датчика 14 ЭДС соединен со входами второго и третьего узлов сравнения через цепь из последовательно включенных инвертора 43 блока, второго введенного управляемого ключа 42 и встречно включенных диодов 39, 40. В электроприводе обеспечивается управление работой в зоне отрицательных промежуточных значений задания скорости вращения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ру А2 (19) (11) (51)5 Н 02 Р 5/Об

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61} 1354379 (21) 4455809/24-07 (22) 06.07.88 (46) 15.10.90. Вюл. )) 38 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "ХЭ143" (72) В.И.I"àëÿïà, Т.А.Дымшиц, Н.А.Вугаец, В.С.Петков и П.И.Шиманович . (53). 62-83: 621.314.5 (088.8} .(56) Авторское свидетельство СССР . N 1354379, кл. Н 02 Р 5/06, 1986. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам постоянного тока с реверсивным преобразователем в цепи возбуждения. Цель изобретения — расширение функциональ2Ф

2 ных воэможностей путем обеспечения рекуперативного торможения электропривода. В устройство дополнительно введены два диода, два управляемьгс ключа и инвертор знака, при этом первый иэ введенных управляемых ключей 41 включен между выходом датчика ЭДС и об-. щей точкой первого и второго развязывающих диодов 15 и 16, выход датчика

14 ЭДС соединен с входами второго и третьего узлов сравнения через цепь из последовательно включенных инвертора 43 блока, второго введенного управляемого ключа 42 и встречно включенных диодов 39,40. В электроприводе обеспечивается управление работой

C в 3 оне отр ицател ьных пр омежут очных значений задания скорости вращения.

1 ил.

1599962

Изобретение относится к электро. технике, а именно к электроприводу постоянного тока с реверсивным преоб, разователем в цепи возбуждения, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения рекуперативного торможения °

На чертеже изображена функциональ- 10 ная схема электропривода.

Электропривод постоянного тока содержит электродвигатель 1, якорная обмотка которого подключена к выходу нереверсивного преобразователя 2, в цепь управления которого включены задатчик 3 управляющего напряжения, задатчик 4 интенсивности и регулятор

5 тока якоря с подключенным к его входу датчиком 6 тока якоря, а обмотка 7 возбуждения подключена к реверсивному преобразователю 8, в цепь управления которого включены регулятор 9 тока возбуждения с подключенным к его входу датчиком 10 тока возбуждения, выход которого соединен также с входом первого компаратора 11, подключенного своим выходом к входу первого узла t2 сравнения. Электропривод содержит также регулятор 13 ЭДС с под- 30 ключенным к его входу датчиком 14 ЭДС, .четыре развязывающих диода 15 — 18, второй 19 и третий 20 узлы сравнения, второй компаратор 21, две линии 22 и

23 задержки и формирователь 24 сигна35 ла задания, содержащий три узла 2527 выделения знака, инвертирующий усилитель 28,. два управляемых ключа 29 и 30, пять логических элементов И-НЕ

31-35, при этом первые входы узлов 20 40 и 19 сравнения через два встречно включенных развязывающих диода 16 и

15 подключены к выходу датчика 14.ЭДС, второй вход узла 19 сравнения связан с задатчиком 3 управляющего сигнала, 45 а его выход — с вторым входом узла 20 сравнения, выход которого через компаратор 21 подключен к второму входу узла 12 сравнения, выход которого через две параллельные цепи, образованные встречно включенными третьим и четвертым развязывающими диодами.17, 18 и линиями 22 и 23 задержки, связан с третьим входом узла 20 сравнения, выход компаратора 21 соединен с задающим входом регулятора 9 тока возбуждения, а регулятор 13 ЭДС включен между выходом задатчика 4 интенсивности и входом регулятора 5 тока якоря, 4 задатчик 3 управляющего сигнала через

-последовательно соединенные инвертирующий усилитель 28 и управляемый ключ 29, а также через управляемый ключ 30 связан с входами эадатчика 4 интенсивности, вход узла 25 выделения знака соединен с выходом датчика 14 ЭДС, вход узла 26 выделения знака — с выходом задатчика 3 управляющего сигнала, а вход узла 27 — с выходом первого компаратора 11, выходы трех узлов выделения знака подключены соответственно к входам первого

31, второго 32 и третьего 33 логических элементов И-НЕ, выход логического элемента И-HE 31 вместе с выходами узлов 26 и 27 выделения знака соединены с входами логического элемента И-НЕ 34, выходы логических элементов И-НЕ 31

33 — с входами логического элемента

И-НЕ 35, а выходы логических элементов И-НЕ 34 и 35 подключены к управляющим входам соответственно первого

29 и второго 30 управляемых ключей.

Входы датчика 14 ЭДС подключены к выходам датчика 6 тока и датчика 36 напряжения.

Для настройки электропривода на выходе линии 22 и 23 задержки включены инвертирующие усилители 37 и 38.

Кроме того, электропривод содержит пятый 39 и шестой 40 развязывающие диоды, управляемые ключи 41 и 42 и инвертор 43 знака, при этом первый из введенных управляемых ключей 41 включен между выходом датчика 14 ЭДС и общей точкой встречно включенных первог 15 и второго 16 развязывающих диодов и выход датчика 14 ЭДС соединен с входами второго 19.и третьего

20 узлов сравнения через цепь из последовательно включенных инвертора 43 знака второго введенного управляемого. ключа 42 и встречно включенных пятого

39 и шестого 40 развязывающих диодов, а управляющие входы введенных управляемых ключей 41 и 42 соединены соответственно с выходом узла 26 выделения знака и логического элемента

И-HE 32.

Электропривод работает следующим образом.

Сигнал задания Б> от задатчика 3 управляющего сигнала поступает на вход формирователя 24 сигнала задания.

В исходном, нулевом состоянии сигнал с выхода датчика 14 ЭДС поступает 9 9Ь через узел 25 выделения знака ЭДС и первый элемент И-НЕ 31 в виде логической единицы на первые входы первого

34 и второго 35 логических элементов

И-НЕ. Нулевой сигнал задания U по5 ступает на второй вход узла 19 сраннения, через узел 26. выделения знака сигнала задания — на второй вход логического элемента И-НЕ 34, управляющий вход первого введенного ключа 41.уп-. равления и через логический элемент

И-НЕ 32 в виде логической единицы— на второй вход нторого элемента И-НЕ

35 и управлчющий вход второго введенного управляемого ключа 42. Нулевой сигнал тока возбуждения через узел

27 выделения знака поступает на третий вход логического элемента И-НЕ

34 и через логический элемент И-HE 33 20 в виде логической единицы — на третий вход логического элемента И-НЕ 35.

Сигнал с выхода логического элемента И-HE 34 в ниде логической единицы закрывает управляемый ключ 29, сигнал 25 с выхода логического элемента И-НЕ 35 в виде логического нуля открывает управляемый ключ 30. подавая сигнал задания U на вход задатчика 4 интенсивJ ности. Сигнал с выхода узла 26 выде- 30 ления знака сигнала задания в виде логического нуля открывает первый дополнительный управляемый ключ 41, подавая сигнал выхода датчика ЭДС 14 че. рез встречно включенные Развязывающие диоды 15 и 16 на первые входы узлов

19 и 20 сравнения, сигнал с выхода логического элемента И-НЕ 32 в виде логической единицы закрывает второй дополнительный управляемый ключ 42.. !

Предположим, что сигнал задания положителен (+П ) . Поступая через уз лы 19 и 20 сравнения и компаратор 21 на вход регулятора 9 тока возбуждения, 45 сигнал +П . открывает ренерсивный преобразователь 8. Появляется соотнетствующей полярности ток в обмотке возбуждения электродвигателя 1. Одновременно сигнал +U через управляемый ключ 30, задатчик 4 интенсивности и регулятор 13 ЭДС поступает на нход регулятора 5 тока якоря и открывает нереверсивный преобразователь 2. Появляется ток в якорной цепи электро- 55 двигателя 1 постоянного тока. Электропривод разгоняется до скорости +n, соответствующей величине задающего сигнал +U g.

2 6

При изменении сигнала задания от

+U > до -U y электропринод работает в режиме рекуперативного торможения с изменением скорости от +п,у до нуля и в режиме разгона от нуля до -n>.

В режиме рекуператинного торможения сигнал с выхода датчика 14 ЭДС, соответствующий сигналу -П, закрывает по управляющему входу управляемые ключи 29 и 30 сигналами с выходов логических элементов И-НЕ 34 и 35.

Начало и окончание рекуперативного торможения определяются по соответствию сигнала задания П сигнала обратной связи по ЭДС П узлов 19 и 20 сравнения.

Режим рекуперативного торможения протекает следующим образом.

В начальный период рекуперативного торможения темп изменения сигнала задания, поступающего с выхода задатчика 4 интенсивности, преобладает над темпом изменения сигнала на выходе датчика 14 ЭДС. При этом нереверсивный преобраэонатель 2 запирается за счет воздействия сигнала обратной связи по ЭДС+П =KE, который поступает через первый дополнительный управляемый ключ 41, развязывающий диод 16 на первый инверсный вход узла 20 сравнения, на прямой вход которого поступает сигнал задания П с выхода задатчика 3 скорости через узел 19 сравнения. Сигнал рассогласования U и U< с выхода узла 20 сравнения поступает на нход компаратора 21, порог срабатывания которого соответствует определенной величине допустимого перерегулиронания по скорости.

С выхода компаратора 21 сигнал положительной полярности поступает на вход узла 12 сравнения и через линию задержки сигнала со знаком "-" на входы инверторов 37 и 38 аналогового сигнала, с выхода последнего формируется сигнал со знаком "+", поступающий на третий инверсный вход узла! 20 сравнения, т.е. блокируется изменение сигнала U< по каналу работы формиронателя команды на начало торможения. Сигнал с выхода компаратора

21 сравнивается с сигналом обратной связи по току возбуждения и результат сравнения поступает на вход регулятора 9 тока возбуждения, а с его выхода — на вход реверсивного преобразо. вателя 8. Ток возбуждения меняет сною полярность на "+". С выдержкой време1599962 ни линией 22 задержки сигнала со знаком "-" снимается сигнал с выходов инверторов 37 и 38 аналогового сигнала и сигнал блокировки изменения сиг-.

5 нала — UE по входу узла 20 сравнения.

Во время изменения полярности потока (тока) возбуждения электродвигателя меняется величина и полярность напряжения П на выходе датчика 14 ЭДС. 10

В этом режиме система автоматического регулирования является также следящей и по в личине магнитного потока двигателя . Характер нарастания тока якоря при этом плавный и обусловлен толь-15 ко параметрами регулятора 5 тока якоря электродвигателя. Сигнал -U< с выхода датчика 14 ЭДС через узел 25 выделения знака,логические элементы

И-НЕ 31,34и 35 блокирует работу поуправляющим входам управляемых ключей 29, и 30, снимая сигнал задания с входа задатчика 4 интенсивности. Торможение электропривода протекает с рекуперацией энергии в сеть, так как пре- 25 обраэователь 2 работает в инверторном режиме.

Во время рекуперативного торможения при изменении сигнала задания от -И > „до +П > промежуточное, либ о U =0 сигнал — JJ E выхода датчика 14 ЭДС подается на вход узла 19 сравнения через управляемый ключ 41 и развязывающий диод 15.

Окончание торможения формируется узлом t9 сравнения по условию U )UE в режиме подтормаживания и JJ =JE=O нри останове электропривода. По окон- 40 чании режима торможения идет восстановление полярности потока обмотки 7 возбуждения и знака выхода датчика 14 .> tC +U<. Снимается блокировка работы

»о управляющим входам управляемых 45 ключей 29 и 30. Сигнал задания +U. промежуточное через задатчик 3 скорости вновь подается через управляемь и ключ 30 на вход задатчика 4 интенсивности и далее, разворачиваясь во

50 времени, на вход регулятора 13 ЭДС.

Б режиме разгона от нуля до скорости

-n сигнал -U> поступает на второй

1 вход узла 19 сравнения, определяя полярность сигнала задания тока возбуждения, и через инвертирующий уси 5 литель 28,,управляемый ключ 29 в виде ,сигнала +U на вход задатчика 4 инЪ тенсивности и далее через регулятор

13 ЭДС и регулятор 5 тока якоря на вход нереверсивного преобразователя 2, Преобразователь открывается, привод разгоняется до скорости -n >, соответствующей величине задания -П >.

Сигнал с вьг ода узла 2б выделения знака сигнала задания в аид"-. логической единицы закрывает первый дополнительный управляемый ключ 4 1, а с входа логического элемента И-НЕ 32 в виде логического нуля открывает второй дополнительный управляющий ключ

42, подавая сигнал выхода датчика

ЭДС 14 через инвертор 43, через встречно включенные раэвяэывающие диоды 39 и 40 на первые входы узлов 19 и 20 сравнения. Б режиме разгона до скорости -п сигнал +U < подается через развязывающий диод 40 на первый вход узла 19 сравнения. С выхода компаратора.21 сигнал положительной полярности по входу регулятора 9 тока возбуждения задает положительную полярность тока возбуждения. Привод раэгоняется до скорости -п .. Во время ре,<уперативного торможения при изменении сигнала задания от -П номин. до -U промежуточное либо U>=0 сигнал

Ъ

-U выхода датчика 14 ЭДС подается

E на вход узла 19 сравнения через инвертор из аналогового сигнала, управляемый ключ 42 и второй дополнительный развязывающий диод 40 в виде сигнала +UE. В начале торможения сигнал выхода датчика 14 ЭДС +UE поступая через инвертор аналогового сигнала 43, второй дополнительный ключ 42, первый развяэывающий диод 39 B виде сигнал -IJE на первый вход узла 20 сравнения, меняет знак сигнала выхода компаратора 21. С выхода компаратора 21 сигнал отрицательной полярности поступает на вход узла 12 сравнения и через линию 18 задержки сигнала со зна. ом "+" на входы инверторов 37 и 38 аналогового сигнала, с выхода ,,последнего формируется сигнал со зна.ком -", поступающий на третий ин версный вход узла 20 сравнения, бло-! кируется изменение сигнала П по ка,налу работы формирователя команды на начало торможения. Ток и поток возбуждения меняют свою полярность на

Начинается рекуперативное торможение. С выдержкой времени линии 23 задержки снимается сигнал блокировки.

Окончание торможения формируется узлом 19 сравнения по условию U, 7UE

Составитель В.Кузнецова

Техред М.Ходанич Корректор М.йароши

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 3149 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

159996 в режиме подтормаживания и U =U =0 ф Е при останове электропривода.

Таким образом, применение в элект.— роприйоде дополнительных двух управ.ляемых ключей и аналогового инверто5 ра сигнала обратной связи по .ЭДС в укаэанной связи позволяет расширить функциональные воэможности устройства за счет управления, работой в зоне от- 10 рицательных промежуточных значений задания скорости вращения электропривода.

Изменение сигнала задания от -U .) номин., до -U промежуточное сопровождается рекуперацией энергии в сеть,,что повышает экономическую эффективность устройства.

Формула изобретения 20

Электропривод постоянного тока по . авт. св. В 1354379, о т л и ч а ю -

2 10 шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путам обеспечения рекуперативного торможения электропривода, в него введены пятый и шестой развяэывающие диоды, два управляемых ключа и инвертор зна ка, при этом первый из введенных управляемых ключей включен между выходом датчика ЭДС и общей точкой первого и второго развязывающих диодов, выход датчика ЭДС соединен с входами второго и третьего узлов сравнения через цепь из последовательно включенных инвертора знака, второго введейного управляемого ключа и встречно соединенных пятого и шестого развязывающих диодов, а управляющие входы введенных управляемых ключей соединены соответственно с выходами второго узла выделения знака и.второго логического элемента И-НЕ.